内容正文:
第二章
地球上的大气
第1讲 描述运动的基本概念
01 大气各垂直分层的气温变化规律
疑难点
第1讲 描述运动的基本概念
大气的垂直分层示意图
根据温度、运动状况和密度,大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
第1讲 描述运动的基本概念
1.大气各垂直分层的特点
垂直分层 大气组成特点 气温变化特点
对流层 集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质 气温随高度的升高而递减(海拔每升高100米,气温约下降0.6 ℃)
平流层 水汽和杂质含量很少,有臭氧层,可以吸收太阳紫外线 气温随高度升高而迅速上升
高层大气 空气密度很小,有若干电离层(80—500千米) 气温从下到上先下降后上升
第1讲 描述运动的基本概念
2.大气各垂直分层气温变化的原因分析
(1)对流层气温变化的原因分析
对流层大气中含有大量水汽、杂质和少量二氧化碳。这些大气成分对太阳辐射的吸收能力有限,但可以大量吸收地面辐射。高度越高,距离地面越远,空气也越稀薄,故其吸收的地面辐射就会越少,温度也就越低;相反,高度越低,大气吸收的地面辐射就会越多,温度也就越高。因此对流层气温随高度的升高而递减。
(2)平流层气温变化的原因分析
平流层中有臭氧层存在,臭氧可以吸收大量波长小于0.175微米的太阳紫外线,使得平流层上热下冷。
第1讲 描述运动的基本概念
(3)高层大气气温变化的原因分析
高层大气的下部没有臭氧,不能吸收太阳紫外线,从而导致高度越高,气温越低。但由于80—500千米高空有若干电离层,这里有大量的氧原子可以吸收波长小于0.175微米的太阳紫外线,故气温随高度的增加而升高。
勘破疑难 气温变化是划分大气垂直分层的关键依据,需抓准“能量来源差异”:对流层大气能量来自地面辐射,平流层和高层大气能量来自太阳紫外线,这是理解气温变化的核心逻辑。
第1讲 描述运动的基本概念
02 逆温现象及其影响
疑难点
第1讲 描述运动的基本概念
1.逆温的概念
一般情况下,对流层的大气温度随着高度升高而下降,可是在某些天气条件下,地面上空的大气会出现温度随高度升高而升高的反常现象,气象学上称之为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。
2.逆温的类型
逆温的典型表现为“下冷上热”。根据造成近地面降温的原因,可以将逆温分成辐射逆温、地形逆温、锋面逆温、平流逆温等类型。
第1讲 描述运动的基本概念
3.逆温现象的一般形成及消失过程
第1讲 描述运动的基本概念
4.逆温现象出现的时间规律
一般情况下,冬季最容易出现逆温现象,夏季最不容易出现逆温现象;在一天中,气温逐渐下降时,有可能会逐渐形成逆温现象;在气温最低时,往往是逆温现象最强、逆温层厚度达到最大的时候;在气温逐渐升高时,逆温层可能会逐渐消失;气温最高时,是逆温层最不容易形成的时候。
第1讲 描述运动的基本概念
5.逆温对地理环境的主要影响
(1)容易形成雾:早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系,它能使大气的能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至导致交通事故。
(2)造成大气污染:由于逆温现象的存在,空气对流运动受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而加重大气污染,危害人体健康。
(3)对航空造成影响:逆温如果出现在低空,多雾天气会给飞机起降带来不便。但逆温如果出现在海拔较高的对流层中,对飞机飞行还是有利的,因为这时的大气以平流运动为主,飞机飞行中不会有较大颠簸。
勘破疑难 逆温现象其实就是在对流层出现了气温随海拔升高而升高,或者气温随海拔升高而下降,但降温速率小于0.6 ℃/100 m的现象。这种现象主要受季节、大气运动和地形等条件影响而形成。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 下图为北半球冬季某地对流层气温随高度的变化图。读图,完成下题。
甲高度以下空气 ( )
A.污染物扩散比较快
B.空气垂直运动受阻
C.沙尘暴活动比较频繁
D.空气的质量比较好
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析
第1讲 描述运动的基本概念
易错警示 看到“气温随高度变化”,优先判断是否存在逆温,这是解题的前提。
明确逆温会抑制空气垂直对流,进而反向排除“污染物扩散比较快”“空气质量比较好”“沙尘暴活动比较频繁”等矛盾选项。
第1讲 描述运动的基本概念
03 几种常见的热力环流及其判断方法
高频考点
第1讲 描述运动的基本概念
1.热力环流的形成原理
地面冷热不均,引起气流的上升或下沉,产生大气的垂直运动,这就产生了同一水平面上的气压差异,从而产生大气的水平运动。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒 (1)近地面空气受热膨胀上升,遇冷收缩下沉,故气流上升的地方,近地面气温较高,气流下沉的地方,近地面气温较低。
(2)热力环流的形成顺序是先形成大气垂直运动,后形成大气水平运动。
(3)水平气流总是由气压高(空气密度大)的地方向气压低(空气密度小)的地方运动。
第1讲 描述运动的基本概念
2.图解热力环流的形成过程
第1讲 描述运动的基本概念
1.城市热岛环流
(1)形成过程:由于城市中心区建筑密集,地面硬化比例高,吸收太阳辐射后储存的热量多;加上人口密集,产业集中,生产、生活过程中人为热源多,故在静风或微风时,城市中心区气温较郊区高。所以,城市中心区气流膨胀上升,形成低压;而郊区气温相对较低,形成高压;在近地面,风由郊区吹向中心区。
(2)图示
第1讲 描述运动的基本概念
(3)影响:一般将绿化带布局在气流下沉处或下沉距离之内,而将卫星城或大气污染较重的工厂布局在气流下沉距离之外,避免污染物通过热力环流进入城市中心区。
2.海陆热力环流
(1)形成过程
①白天陆地升温快,气温高,气流上升,近地面形成低压;而海洋相反,形成高压;在近地
面吹海风。
②夜晚陆地降温快,气温低,气流下沉,近地面形成高压;而海洋相反,形成低压;在近地
面吹陆风。
第1讲 描述运动的基本概念
(2)图示
(3)影响:滨海地区气温日较差减小,夏季气温低,空气湿润,有利于避暑。
第1讲 描述运动的基本概念
3.山谷热力环流
(1)形成过程
①白天山坡升温快,空气受热膨胀上升,谷底的空气沿山坡爬升补充,形成谷风。
②夜晚山坡降温快,空气收缩下沉,并沿山坡向下流动,形成山风。
(2)图示
第1讲 描述运动的基本概念
(3)影响:夜晚,性质较冷的山风吹向谷底或盆地,在谷底或盆地内形成逆温层,阻碍了山谷或盆地空气的垂直运动,易造成大气污染。
4.绿洲和沙漠间的热力环流
(1)形成过程
沙漠下垫面以沙质土壤为主,比热容小;绿洲下垫面因广泛分布植被与水域,比热容大。
①白天,受太阳辐射影响,沙漠地表升温速度快、幅度大,成为“热源”。沙漠与绿洲之间形成“绿洲高压、沙漠低压”的气压梯度,近地面气流从绿洲向沙漠流动,形成绿洲风。
②夜晚,失去太阳辐射后,沙漠地表降温速度远快于绿洲,成为“冷源”。沙漠与绿洲之间形成“沙漠高压、绿洲低压”的气压梯度,近地面气流从沙漠向绿洲流动,形成沙漠风。
第1讲 描述运动的基本概念
(2)图示
第1讲 描述运动的基本概念
(3)影响
沙漠风与绿洲风通过气流交换,对局部气候起到“缓冲”作用。
①调节温度:白天绿洲风将绿洲的湿润气流带入沙漠,降低沙漠近地面温度;夜间沙漠风将沙漠的干冷空气带入绿洲,降低绿洲夜间温度。这种双向调节作用,使沙漠与绿洲过渡带的昼夜温差比纯沙漠区缩小5 ℃—8 ℃,缓解了干旱区的极端温度环境。
②增加湿度:白天绿洲风挟带的湿润气流在沙漠边缘上升时,易引发“绿洲效应”降水,成为沙漠边缘重要的补充水源;夜间沙漠风虽干燥,但在绿洲上空与暖湿气流交汇时,也可能形成辐射雾,增加绿洲空气湿度。
第1讲 描述运动的基本概念
5.判断局地热力环流的方法
在判断局地热力环流时,可按照以下步骤进行:
(1)先理解和掌握以下几个规律:
①一般情况下,白天主要表现为升温,夜晚主要表现为降温,故白天主要考虑升温,夜晚主要考虑降温。
②陆地、沙漠等由于比热容小,升温、降温都较快;而海洋、湖泊、绿洲等由于比热容大,升温、降温都较慢。
③升温较快的地方气流上升,降温较快的地方气流下沉。
④气流上升的地方,近地面为低压,高空为高压;气流下沉的地方,近地面为高压,高空为低压。
第1讲 描述运动的基本概念
(2)抓住各地理事物之间的关系,采用连续的思维过程分析解决问题:
①白天:主要表现为升温过程。陆地、山坡、沙漠等升温较快,气流上升,近地面为低压;海洋、湖泊、谷底、绿洲等升温较慢,气流下沉,近地面为高压。由于风由高压吹向低压,故此时吹海风、湖风、谷风、绿洲风。
②夜晚:主要表现为降温过程。陆地、沙漠等降温较快,气流下沉,近地面为高压;海洋、湖泊、绿洲等降温较慢,气流上升,近地面为低压。由于风由高压吹向低压,故此时吹陆风、沙漠风。夜晚山坡降温快,气温低,空气密度大,使空气沿山坡流向山谷,形成山风。
特别提醒
无论是白天还是夜晚,城市中心区的温度总是高于郊区,故城市热岛环流不会有昼夜的变化,近地面的风总是由郊区吹向中心区。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
城市中人为排放的热是城市热岛环流形成的关键。
特别提醒
海陆热力差异是海陆风形成的关键。
特别提醒
山坡的热力变化是关键;山谷风是热力和动力共同作用的结果,地形起了重要作用。
名师点睛
海陆风、山谷风、沙漠与绿洲之间风向变化取决于不同下垫面之间的温度差异。不同区域下垫面的温度变化主要受太阳辐射影响,且其温度变化都需要时间。以山谷风为例,当谷地与山坡温差达到一定值后,风向就会改变,一般风向转换的时刻滞后于日出、日落时刻。
第1讲 描述运动的基本概念
勘破疑难
局地热力环流对气温和降水都会产生一定的影响:由于风总是由高压吹向低压,而高压往往是气温低的地方,故局地热力环流会使地区间的温差减小;气流上升,水汽遇冷凝结,容易形成阴雨天气;气流下沉,水汽不易凝结,容易形成晴朗天气。山谷热力环流中,白天山坡气流上升,水汽容易遇冷凝结,容易形成阴雨天气;夜晚谷底(盆地)气流上升,水汽容易遇冷凝结,容易形成阴雨天气。城市热岛环流中,城区总是气温较高,盛行上升气流,多阴雨天气,所以城市中心区的降水往往比郊区多。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 大理古城昼夜风向变化显著,夜间降雨日数多。某日小明和几位同学到大理古城游玩,12时左右到达洱海西侧大理古城时,感觉风力稍大,风向稳定,略有寒意。下面左图示意大理古城周边地形,右图为沿北纬25.7°纬线绘制的大理古城地形剖面图。据此完成下题。
第1讲 描述运动的基本概念
在地转偏向力和热力环流的共同作用下,该日12时大理古城的主导风向为 ( )
A.东南风 B.东北风
C.西南风 D.西北风
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 第一步:设问分析。分析题目可知,本题考查大理古城在某时段的风向,需要结合大理古城的相对位置和热力环流进行分析。
第二步:构建思路。具体见下图:
第1讲 描述运动的基本概念
第三步:整合信息,得出结论。湖风和谷风相叠加,风由洱海吹向大理古城。由于洱海位于大理古城东侧,受地转偏向力影响,风向偏转为东南风。
第1讲 描述运动的基本概念
04 等压面图的判读
高频考点
第1讲 描述运动的基本概念
1.概念
等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。
2.规律
(1)在同一地点上,海拔越高,气压越低。
(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。
第1讲 描述运动的基本概念
1.判断气压高低
(1)气压的垂直递减规律
第1讲 描述运动的基本概念
由于对流层大气密度随高度增加而降低,故气压在垂直方向上随着高度增加而降低,如图1,在空气柱L1中,A与A'及D与D'气压大小关系为:PA'>PA,PD>PD';在空气柱L2中,B与B'及C与C'气压大小关系为:PB>PB',PC'>PC。
(2)同一等压面上的各点气压相等,如图1中,A'与B'及C'与D'气压大小关系为:PA'=PB'、PD'=PC'。
综上分析可知,A、B、C、D四点气压大小关系为:PB>PA>PD>PC。
第1讲 描述运动的基本概念
2.判断等压面的凹凸
等压面凸向高处的为高压,凹向低处的为低压,可形象记忆为“高凸低凹”。另外,近地面与对应高空等压面凹凸状况相反。
第1讲 描述运动的基本概念
3.判断气温高低
在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。如图1中A地气压低于B地气压,则A地气温高于B地气温。
第1讲 描述运动的基本概念
4.判断下垫面的性质
(1)判断陆地与海洋(湖泊)
白天,等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊);夜间,等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。
(2)判断裸地与绿地
裸地类似陆地,绿地类似海洋(湖泊)。
(3)判断城市中心区与郊区
等压面下凹者为城市中心区、上凸者为郊区。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 下面图1为北半球某地区热力环流示意图,图2为该地区近地面与600米高空垂直气压差的分布状况示意图。读图,完成下题。
四地气压大小的排列顺序正确的是 ( )
A.①>④>②>③ B.①>②>③>④ C.②>①>④>③ D.②>③>④>①
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 第一步:设问分析。本题核心任务是判断图1中①②③④四地的气压大小排序,选项围绕四地气压数值高低组合设计。关键依据是图2给出的甲、乙两地近地面与600米高空的垂直气压差,且已知近地面气压始终高于高空气压。
第二步:构建思路。具体如下图所示:
第1讲 描述运动的基本概念
第三步:整合信息,得出结论。图a中气压排序为②>①>④>③,此时②-③(乙地气压差)>①-④(甲地气压差),与图2中甲地气压差大于乙地的信息矛盾,故排除。图b中气压排序为①>②>③>④,此时①-④(甲地气压差)>②-③(乙地气压差),与图2中信息吻合。
第1讲 描述运动的基本概念
05 风速和风向的判断
高频考点
第1讲 描述运动的基本概念
1.风的形成过程
地面受热不均→大气产生垂直运动→同一水平面上产生气压差异→产生水平气压梯度力→大气从高压区向低压区作水平运动→风。
第1讲 描述运动的基本概念
2.影响大气水平运动(风)的三种力
类型 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力
方向 垂直于等压线,由高压指向低压 与风向垂直 与风向相反
大小 由气压梯度决定 与纬度高低有关 与下垫面状况有关
影响 既影响风速,又影响风向 只改变风向,不改变风速 既影响风速,又影响风向
第1讲 描述运动的基本概念
知识拓展 地转偏向力
由于地球自转,地球表面的物体在沿水平方向运动时,其运动方向会发生一定的偏转:在北半球向右偏转;在南半球向左偏转;在赤道上没有偏转。我们把促使物体水平运动方向产生偏转的力,称为地转偏向力。
特别提醒 太阳辐射在不同纬度的差异使地面受热不均,是形成风的根本原因;水平气压梯度力是形成风的直接原因。
第1讲 描述运动的基本概念
1.影响风速的因素
影响风速的因素只有水平气压梯度力和摩擦力,地转偏向力只影响风向,与风速无关。
2.判断风速大小的方法
判断风速的大小,一定要明确影响风速的因素是水平气压梯度力和摩擦力,主要从以下三个方面考虑:
(1)在同一地点,海拔不同,风速不同。一般来说,海拔越高,风速越大,这是由于海拔越高,摩擦力越小。
(2)水平气压梯度力相同的不同地点,海洋上风速大,陆地上风速小。
第1讲 描述运动的基本概念
(3)若各点海拔相同,则风速的大小取决于水平气压梯度力的大小。在等压线分布图中判断风速大小,主要有以下几种情况:
①在同一幅图上,比例尺和等压距是固定的,所以等压线越密集的地方,水平气压梯度力越大,风速也就越大。
②在比例尺相同但等压距不同的不同图上,即使等压线密集程度相同,风速也不相同。等压距越大的图上,水平气压梯度力就越大,风速也就越大。
③在比例尺不同但图幅、等压距相同的不同图上,即使等压线密集程度相同,风速也不相同。比例尺越大的图上,水平气压梯度力就越大,风速也就越大。
第1讲 描述运动的基本概念
3.风向的判断方法
(1)高空风向
受水平气压梯度力和地转偏向力两个力的影响,风向与等压线平行。北半球,背风而立,气压左低右高。图示如下:
第1讲 描述运动的基本概念
(2)近地面风向
受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力的影响,风向与等压线斜交。北半球,背风而立,气压左前低,右后高。图示如下:
第1讲 描述运动的基本概念
知识拓展 风向符号——风矢
风矢由风向杆和风羽组成,风向杆指示风的吹向(如下图中风均吹向A),风羽横线表示风力大小,一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。
第1讲 描述运动的基本概念
特别提醒
如果没有指明是近地面还是高空,可借助等压线气压值的大小确定,一般近地面气压在1 000百帕左右,高空气压在500百帕左右。
勘破疑难
风向受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同影响,而风速主要受水平气压梯度力影响,其次考虑摩擦力。地转偏向力只能改变风向,不会改变风速。
第1讲 描述运动的基本概念
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